JP2009204789A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ローラのローラ軸の両端部が誘導加熱されても、主弾性層の劣化が生じにくい定着装置を提供する。
【解決手段】金属製のローラ軸１５１の両端部１５１ａ,１５１ｂ以外の部分に主弾性層１５３を介して誘導発熱層１５４を設けてなる定着ローラ１５０と、誘導発熱層１５４の外側においてローラ軸１５１とほぼ平行な方向に配され、誘導発熱層１５４を誘導加熱する誘導コイルユニット部１７０とを備える定着装置であって、ローラ軸１５１の両端部１５１ａ,１５１ｂを冷却する冷却部１８０を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、誘電加熱方式の定着装置および当該定着装置を用いた画像形成装置に関し、特に、定着装置における定着ローラの耐久性を向上させる技術に関する。

近年、電子写真式の画像形成装置の定着装置として誘導加熱方式のものが注目されている。

当該誘導加熱方式の定着装置は、ローラ軸の周面に主弾性層、誘導発熱層、副弾性層及び離型層をこの順に積層して定着ローラを形成すると共に、定着ローラ表面に沿うように誘導コイル（励磁コイル）を配設し、誘導コイルに所定周波数の電流を供給して交番磁界を発生させて定着ローラの誘導発熱層を誘導加熱するように構成される。

このような誘導加熱方式の定着装置は、従来のハロゲンランプを熱源とする加熱方式に比べて、定着ローラの表面温度が所定の定着温度（例えば１９０℃）に達するまでに時間を短くすることができると共に、消費電力も少ないため、今後定着装置の主流になると予想される。
特開平６−４３７８８号公報

しかしながら、定着ローラのローラ軸は、十分の強度と耐久性を確保するために金属材料で形成されており、しかもその両端部は、軸受部材により支持可能なように誘導発熱層の端よりも外方に突出しているため、上記誘導コイルの漏れ磁界により当該ローラ軸の両端部も誘導加熱されてしまう。

ローラ軸の両端部は、軸受けなどに接触してはいるものの、その放熱量よりも誘導加熱により蓄積される熱量の方が多く、次第に高温になる。その結果、これに近接する部分の主弾性層も高温に加熱されて特性が急速に劣化し、亀裂などが生じて定着ローラの外周面が変形し定着品質を悪化させるという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、定着ローラのローラ軸の両端部が漏れ磁界により誘導加熱されても、主弾性層の劣化が生じにくい定着装置及び当該定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本実施の形態の定着装置は、金属製のローラ軸の両端部以外の部分に弾性体を介して誘導発熱層を設けてなる定着ローラと、当該誘導発熱層の外側においてローラ軸とほぼ平行な方向に配され、前記誘導発熱層を誘導加熱する誘導コイルとを備える定着装置であって、前記ローラ軸の両端部を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする。

上記構成では、ローラ軸の両端部が誘導加熱されても、冷却手段によって冷却されるので、温度上昇が抑制され、弾性体層の劣化が生じにくい。

また、前記ローラ軸は、その両端が開口された円筒状の部材からなり、前記冷却手段は、ローラ軸の一方の開口部から内部に空気を流入させる送風手段を備えることが望ましい。

これにより、ローラ軸の一端から流入した冷却用の空気が、ローラ軸の中空部を介して他端部から排出されるため、簡易な構成でローラ軸の両端部を冷却することができる。

ここで、前記送風手段は、ファン装置と、このファン装置によって発生した気流をローラ軸の前記一方の開口部に導くダクトを備え、前記ダクトの先端部は、ローラ軸の前記一方の開口部に遊嵌されてなることが望ましい。

ローラ軸の開口部にダクトの先端部が遊嵌されていることにより、ローラ軸の円滑な回転を確保しつつ、ローラ軸内へ効率的に空気を流入させることができる。

また、前記ローラ軸の少なくとも空気が流出する側の端部の温度を検出する温度検出手段と、前記検出温度が、所定値以上となった場合に、前記冷却手段を動作させる制御手段とを備えることが望ましい。

ローラ軸の空気の流出側の端部の温度が空気を流入させる側の端部の温度よりも高くなるので、少なくとも当該流出側の端部の温度を検出して冷却手段を動作させることにより、ローラ軸の両端部が所定温度以上にならないように制御できる。他方、所定温度以上にならないと冷却手段が動作しないので、常時、冷却手段を動作させる必要がなく無駄な電力消費を抑えることができる。

また、前記冷却手段は、ローラ軸の両端部の外表面に空気を吹き付ける送風手段を備えるとしてもよい。

これにより、ローラ軸が中実であっても、ローラ軸の両端部の冷却が可能となる。

ここで、前記送風手段は、ファン装置と、このファン装置によって発生した気流を前記ローラ軸の両端部の外表面まで導くダクトを備えることが望ましい。

これにより、送風手段の配設位置の自由度を向上させつつ、ローラ軸の両端部を確実に冷却できる。

さらに、前記ローラ軸の少なくとも一方の端部の温度を検出する温度検出手段と、前記検出温度が、所定値以上となった場合に、前記冷却手段を動作させる制御手段とを備えるとしてもよい。

ローラ軸の両端部外表面に空気を吹き付ける場合、ローラ軸の両端部の温度がほぼ同じになるように冷却することも可能であるので、少なくとも一方の端部の温度を検出して冷却手段を動作させることによりローラ軸の両端部が所定温度以上にならないように制御できる。

ここで、前記温度検出手段は、非接触型温度センサであるとすれば、温度検出手段がローラ軸と摩耗することなく耐久性・信頼性が向上する。

なお、本発明は、上記定着装置を備えた画像形成装置としてもよい。

以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、タンデム型カラーデジタルプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した場合を例にして説明する。

図１は、当該プリンタ１の全体の構成を示す断面概略図である。

同図に示すように、このプリンタ１は、画像プロセス部３、給紙部４、定着部５および制御部６０を備えており、ネットワーク（例えばＬＡＮ）に接続されて、外部の端末装置（不図示）からのプリントジョブの実行指示を受け付けると、その指示に基づいてイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック色からなるトナー像を形成し、これらを多重転写してフルカラーの画像形成を実行する。以下、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各再現色をＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋと表し、各再現色に関連する構成部分の番号にこのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを添字として付加する。
＜画像プロセス部＞
画像プロセス部３は、Ｙ〜Ｋ色のそれぞれに対応する作像部３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、光学部１０、中間転写ベルト１１などを備えている。

作像部３Ｙは、感光体ドラム３１Ｙ、その周囲に配設された帯電器３２Ｙ、現像器３３Ｙ、一次転写ローラ３４Ｙ、感光体ドラム３１Ｙを清掃するためのクリーナ３５Ｙなどを備えており、感光体ドラム３１Ｙ上にＹ色のトナー像を作像する。他の作像部３Ｍ〜３Ｋについても、作像部３Ｙと同様の構成になっており、同図では符号を省略している。

中間転写ベルト１１は、無端状のベルトであり、駆動ローラ１２と従動ローラ１３に張架されて矢印Ａ方向に回転駆動される。

光学部１０は、レーザダイオードなどの発光素子を備え、制御部６０からの駆動信号によりＹ〜Ｋ色の画像形成のためのレーザ光Ｌを発し、感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋを露光走査させる。

この露光走査により、帯電器３２Ｙ〜３２Ｋにより帯電された感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上に静電潜像が形成される。各静電潜像は、現像器３３Ｙ〜３３Ｋにより現像されて感光体ドラム３１Ｙ〜３１Ｋ上にＹ〜Ｋ色のトナー像が、中間転写ベルト１１上の同じ位置に重ね合わせて一次転写されるようにタイミングをずらして実行される。

一次転写ローラ３４Ｙ〜３４Ｋにより作用する静電力により中間転写ベルト１１上に各色のトナー像が順次転写されフルカラーのトナー像が形成され、さらに二次転写位置４６方向に移動する。

一方、給紙部４は、用紙Ｓを収容する給紙カセット４１と、給紙カセット４１内の用紙Ｓを搬送路４３上に１枚ずつ繰り出す繰り出しローラ４２と、繰り出された用紙Ｓを二次転写位置４６に送り出すタイミングをとるためのタイミングローラ対４４などを備えており、中間転写ベルト１１上のトナー像の移動タイミングに合わせて給紙部４から用紙Ｓを二次転写位置に給送し、二次転写ローラ４５の作用により中間転写ベルト１１上のトナー像が一括して用紙Ｓ上に二次転写される。

二次転写位置４６を通過した用紙Ｓは、定着部５に搬送され、用紙Ｓ上のトナー像（未定着画像）が、定着部５における加熱・加圧により用紙Ｓに定着された後、排出ローラ対７１を介して排出トレイ７２上に排出される。
＜定着部＞
図２は、定着部５の部分断面斜視図である。

同図に示すように、定着部５は、定着ローラ１５０、加圧ローラ１６０、誘導コイルユニット部１７０、冷却部１８０および温度センサ１９０などを備える。

定着ローラ１５０と加圧ローラ１６０は平行に配され、加圧ローラ１６０を不図示の付勢機構で定着ローラ１５０側に付勢することにより、両ローラ間に定着ニップが形成され、この定着ニップを用紙Ｓが通過することにより用紙Ｓ上に形成されたトナー像Ｔが溶融・加圧されて定着するようになっている。

以下、各部の詳細について説明する。
（誘導コイルユニット部）
誘導コイルユニット部１７０は、定着ローラ１５０に向けて交番磁界を発生させるものであり、下側ケーシング部１７１、サイド磁性体コア１７２、誘導コイル１７３、メイン磁性体コア１７４、センター磁性体コア１７４ａ及び上側ケーシング部１７５とからなる。

下側ケーシング部１７１は、樹脂などの絶縁材料からなり、内部には誘導コイル１７３を巻回するための環状の溝部が設けられている。

サイド磁性体コア１７２は、強磁性材からなる長尺状の部材であり、下側ケーシング部１７１のＹ方向側及びＹ’方向側のそれぞれの内壁に沿ってローラ軸（Ｘ軸）に平行に配設されている。

誘導コイル１７３は、リッツ線であって、不図示の耐熱性の樹脂で被覆されている。

この誘導コイル１７３は、高周波インバー夕（不図示）に接続されており、１０〜１００［ｋＨｚ］、１００〜２０００［Ｗ］の高周波電力が供給されことにより所定周波数の交番磁界を発生し、定着ローラ１５０を加熱する。

メイン磁性体コア１７４は、強磁性材からなり、２つのサイド磁性体コア１７２に跨って設けられた、アーチ状の部材である。

上側ケーシング部１７５は、樹脂などの絶縁材料からなり、サイド磁性体コア１７２、誘導コイル１７３及びメイン磁性体コア１７４を収容した下側ケーシング部１７１に蓋をするためのものである。
（加圧ローラ）
加圧ローラ１６０は、図２に示すように、ローラ軸１６１、弾性層１６２および離型層１６３を備えている。

ローラ軸１６１は、不図示の駆動機構により回転駆動される、外径３０ｍｍのアルミニウム製のシャフトである。

弾性層１６２は、シリコーンスポンジゴムからなる円筒体である。

離型層１５６は、厚みが３０μｍ以上、８０μｍ以下のＰＦＡ等のフッ素系樹脂からなる無端ベルトである。
（定着ローラ）
定着ローラ１５０は、図２に示すように、ローラ軸１５１、主弾性層１５３、誘導発熱層１５４、副弾性層１５５、離型層１５６及びガイドプレート１５７を備えている。

ローラ軸１５１は、両端に開口部を有する金属製のパイプであり、両端部（端部１５１ａ及び端部１５１ｂ）が不図示の軸受けによって支持されている。

より具体的には、ローラ軸１５１は、外径が３０ｍｍ、厚みが３ｍｍとなっており、構成材料としては、例えば、鉄鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金などが使用可能である。

主弾性層１５３は、高弾性及び高断熱性を有するシリコーンゴムのスポンジ体であって、ローラ軸１５１の両端部を除く部分を覆うように設けられている。

誘導発熱層１５４は、厚みが３５μｍ以上、６０μｍ以下の無端状のニッケル電鋳ベルトであり、主弾性層１５３の外周に装着されている。

副弾性層１５５は、例えば、厚みが２００μｍのシリコーンゴムの円筒体であり、誘導発熱層１５４の外周に装着されている。

離型層１５６は、例えば、ＰＦＡ等のフッ素系樹脂からなる、厚みが３５μｍ以上、６０μｍ以下の無端ベルトであり、定着ローラ表面の離型性を高めている。

主弾性層１５３、誘導発熱層１５４、副弾性層１５５及び離型層１５６は、いずれもＸ軸方向における長さが等しくなっている。

ガイドプレート１５７は、上記主弾性層１５３、誘導発熱層１５４、副弾性層１５５及び離型層１５６の端面に当接して、これらの層がＸ軸方向における位置を揃える鍔状の部材であり、ローラ軸１５１の他方の端部にも装着される。
（定着ローラにおける主弾性層の劣化の要因について）
図４は、上記定着部５の概略横断面図である。

同図に示すように誘導発熱層１５４の存在する箇所では、破線Ａに示すようにサイド磁性体コア１７２、メイン磁性体コア１７４、センター磁性体コア１７４ａ、誘導発熱層１５４の内部を通過する磁束経路が形成され、効率的に誘導発熱層１５４を加熱することになる。

しかし、ローラ軸端部においては、誘導発熱層１５４がないため、誘導コイル１７３から発生されるいわば漏れ磁界が、破線Ｂに例示的に示すようにローラ軸１５１の端部内に侵入するので、この部分で誘導加熱が発生して昇温することが判明した。

ところで、通常、弾性体として使用される樹脂は、その温度と共に酸化による劣化が促進される傾向にある。本実施の形態において、主弾性層１５３の素材として使用しているシリコーンゴムは樹脂のうちでも比較的耐熱特性に優れてはいるものの、その温度が２００℃を超えると急激に劣化することが知られている。

図５は、定着ローラ１５０のローラ軸１５１の端部１５１ａ及び端部１５１ｂを、２５℃から２４０℃までの間の複数の異なる温度において、３０分間維持した場合における、当該端部に一番近い位置にある主弾性層１５３（シリコーンゴムのスポンジ体）の硬度を計測した結果である。

同結果に示すように、ローラ軸の端部の温度が２００℃を超えると、急激にシリコーンゴムの酸化が進みその硬度が上昇することがわかる。主弾性層１５３の硬度が高ければ、加圧ローラ１６０との間に形成されるニップ圧がローラ軸方向においてばらついて定着不良が生じやすく、また、ローラ自身の脆化を招来し亀裂が生じて、定着ローラ１５０の耐久性が著しく劣化する。

本願発明者は、上述のような事実を見出し、冷却部１８０を設けて、ローラ軸１５１を必要に応じて冷却するようにしている。
（冷却部）
冷却部１８０は、空冷式のものであり、ローラ軸１５１の内部に送風し、ローラ軸１５１を冷却するものであり、ファンケース１８１、冷却ファン１８２、ファンモータ（不図示）、ファンネル部１８１ｂ及びダクト１８１ｃとからなる。

ファンケース１８１は、図２に示すように、冷却ファン１８２及びファンモータ（不図示）（以下、冷却ファンとファンモータとからなる装置を「ファン装置」と呼ぶ場合もある。）を収容する筐体であり、Ｘ方向側の面に空気を取り入れるスリット１８１ａが外気を導入する位置に設けられている。

ファンネル部１８１ｂは、ファンケース１８１のＸ’方向側に設けられたダクトであり、Ｘ’方向に進むにつれ径が細くなっている。

ダクト１８１ｃは、円筒状のダクトであって、Ｘ’方向側の端部がローラ軸１５１の端部１５１ｂ内に遊挿され、図３に示すように、ローラ軸１５１内壁とダクト１８１ｃの外壁との隙間がＤとなるように外径が設定されている。

このＤの値は、組立精度などを考慮して、０．５ｍｍから１．２ｍｍ程度が望ましい。

もっとも、ダクト１８１ｃ側の端部の内径をローラ軸１５１の端部１５１ｂの外形よりも大きくして、端部１５１ｂ側を、ダクト１８１ｃの端部内に遊挿するようにしてもよいし、両者の径をほぼ同じにし、それらの端面を近接させて同軸上に配設するようにしても構わない。

これにより、ローラ軸１５１の回転する際に、ローラ軸１５１とダクト１８１ｃとが干渉しないようにして円滑なローラ軸１５１の回転を確保すると共に、冷却ファン１８２によって発生した気流が効率的にローラ軸１５１内に流入されるようになっている。

なお、ファン装置の風量は、誘導コイルユニット部１７０の出力値、ローラ軸１５１の材質や形状、及び使用環境温度などによって、適宜決められるものであり、要するに、ローラ軸１５１の両端部において、誘導加熱の加熱能力よりも放熱能力が大きく設定できればよく、本実施の形態では、当該ファン装置の送風量は、３m³/min以上のものを使用するようにしている。
（温度センサ）
温度センサ１９０は、赤外線センサなどの非接触型の温度センサであり、ローラ軸１５１の、冷却部１８０と反対側の端部１５１ａの外表面に対向して配設されている。このような非接触型の温度センサは、摩耗することがなく耐久性に優れるが、場合によってはサーミスタなどの接触型の温度センサを使用してもよい。

なお、温度センサ１９０は、ローラ軸１５１の冷却部１８０とは反対側の端部１５１ａの表面温度を検出するようになっている。ローラ軸１５１内部を通過する空気が徐々に昇温して冷却能力も低下するため、端部１５１ａの方が端部１５１ｂよりも温度が高く、この部分の温度に基づき、後述の温度制御を行えば、ローラ軸１５１の両端部１５１ａ、１５１ｂが所定温度以上になることを防ぐことができるからである。

また、ローラ軸１５１の風下側となる端部１５１ｂの表面温度に加え、風上側となる端部１５１ａの表面温度も検出し、風下側と風上側の温度の平均値にもとづいて温度制御を行うことも、場合によっては可能であろう。
＜制御部＞
図６は、プリンタ１の制御部６０の構成を示すブロック図である。

同図に示すように、制御部６０は、主な構成要素として、ＣＰＵ６１、ＲＡＭ６３、ＲＯＭ６４、ＥＥＰＲＯＭ６５を備えている。

ＲＡＭ（Random Access Memory）６２は、揮発性のメモリであって、ＣＰＵ６１におけるプログラム実行時のワークエリアとなる。

ＲＯＭ（Read Only Memory）６３には、上記画像プロセス部３、給紙部４、定着部５などの各部の制御プログラムや、自動濃度調整やレジスト補正などの画像安定化処理に関するプログラム等、各種プログラムが格納されている。

ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory）６５は、不揮発性のメモリであって、ＣＰＵ６１のデータ保存エリアとなる。

制御部６０は、上記ＲＯＭ６３内のプログラムを読み出して、画像プロセス部３、給紙部４及び定着部５を統括的に制御し、円滑な画像形成動作を実行させる。

以下では、制御部６０で実行される制御動作のうち、特に、上記定着部５における冷却部１８０の駆動制御（以下、「冷却制御処理」という。）について説明する。
＜冷却制御処理＞
図７は、制御部６０で実行される冷却制御処理の内容を示すフローチャートであり、装置全体の制御を実施するメインルーチン（不図示）のサブルーチンとして実行される。

まず、制御部６０は、温度センサ１９０から定着ローラ１５０の端部１５１ａの温度を示す検出信号を取得して、当該温度が所定温度Ｔ１℃以上となっているかどうかを判断する（ステップＳ１００）。

ここで温度Ｔ１℃の値は、使用している主弾性層１５３の材料が、急激に酸化劣化し始める温度Ｔｍ℃よりも所定温度α℃だけ低い温度に設定することが望ましい。

このαの大きさは、冷却部１８０の冷却能力、誘導コイルユニット部１７０の漏れ磁界によるローラ軸端部の加熱能力、温度センサ１９０による検出誤差、制御系における応答時間などを考慮の上、安全率を見込んで決定される。

本実施の形態では、主弾性層１５３の材料としてシリコーンゴムのスポンジ体を使用しており、図５よりＴｍ＝２００℃、α＝１０℃として、Ｔ１＝Ｔｍ−α＝２００−１０＝１９０℃としている。

図７のステップＳ１００において、所定温度Ｔ１℃以上となっていると判定された場合には、ローラ軸１５１の両端部を冷却する必要があるので、ＲＡＭ６３に格納されているフラグＦが「０」であるか否かを判定する（ステップＳ１００：ＹＥＳ、Ｓ１０１）。ここで、フラグＦは、ファンモータが現在駆動中であるか否かを示すものであり、「０」であれば停止、「１」であれば駆動中であることを示すものである。

このフラグＦの値が「０」の場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、冷却部１８０のファンモータが停止しているので、当該ファンモータを駆動させると共に、フラグＦの値を「１」に書き換えて（ステップＳ１０２）、このサブルーチンを終了してメインルーチンに戻る。

ステップＳ１０１において、フラグＦの値が「０」でない場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ファンモータが既に駆動しているので、ステップＳ１０２をスキップしてそのままメインルーチンに戻る。

フローチャートが巡回して再度ステップＳ１００に至り、ここでローラ軸１５１の端部１５１ａの温度が、所定温度Ｔ１℃以上となっていないと判定された場合には（ステップＳ１００：ＮＯ）、ローラ軸１５１の両端部を冷却する必要がないので、ファンモータが現在駆動中である場合（Ｆ＝１）には、これを停止させると共にフラグＦを「０」に戻し（ステップＳ１０３：「ＹＥＳ」、Ｓ１０４）、ファンモータが現在停止中（Ｆ＝０）である場合には、そのままメインルーチンにリターンする（ステップＳ１０３：「ＮＯ」）。

このようにファン装置の動作を制御することにより、定着ローラ１５０のローラ軸１５１の両端部１５１ａ，１５１ｂが、誘導コイル１７３による漏れ磁界により加熱されて端部１５１ａの温度がＴ１℃（１９０℃）以上となったときに冷却部１８０が作動し、ローラ軸１５１の両端部を冷却するので、この両端部の温度が２００℃を超えることがなく、主弾性層１５３が劣化するのを防止することができ、定着ローラ１５０の耐久性を増すことができる。

また、端部１５１ａの温度が１９０℃未満となっている場合には、冷却部１８０のファンモータが停止するように構成しているので、無駄な電力が消費されない。
＜その他＞
（１）上記実施の形態のプリンタ１では、端部１５１ａの温度がＴ１（１９０℃）以上となった場合にファン装置を動作させ、Ｔ１℃未満となっている場合には、冷却部１８０が停止するとしたが、これに限るものではなく、例えば、誘導コイルユニット部１７０が作動している間、冷却部１８０を常時作動させるようにしても構わない。

この場合、ローラ軸１５１の両端部の温度を必要以上に低下させることになるが、端部１５１ａの温度をわざわざ検出する必要がなくなるため、温度センサ１９０は不要となり制御も簡易になるという利点がある。

また、主弾性層１５３の材料として使用されているシリコーンスポンジゴムは、高い断熱性を有しているため、ローラ軸１５１の温度を必要以上に低くしても誘導コイルユニット部１７０による誘導発熱層１５４の温度上昇にはほとんど影響を与えないと考えられるからである。

（２）また、本実施の形態のプリンタ１では、冷却部１８０のファンモータをＯＮする温度と、ＯＦＦする温度を同一温度（Ｔ１℃）としているが、ファンモータをＯＮにする温度の閾値（Ｔ１℃）とは別にＯＦＦにする温度の閾値（Ｔ２℃：Ｔ１＞Ｔ２）を設けてＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、ファンモータのチャタリングを防止するようにしてもよい。

（３）また、本実施の形態のプリンタ１では、ローラ軸１５１の軸線上に、ダクト１８１ｃ、ファンネル部１８１ｂ及び冷却ファン１８２を設けているが、このように直線的に配置すると、ローラ軸１５１の軸方向のスペースが必要となるので、例えば、ダクト１８１ｃを９０度屈曲させることにより、上記軸方向における長さを抑える構成としてもよい。

また、このようにすることで、冷却ファン１８２の設計自由度が向上し、吸い込み口を、外気を導入する位置に設け易くなる。

（４）また、本実施形態のプリンタ１では、円筒状のローラ軸１５１の中に風を送り込むことによって、ローラ軸１５１の両端部を冷却していたが、このような構成に限るものではない。

例えば、中空なローラ軸１５１に代えて中実なローラ軸２５１を使用する定着ローラ２５０においては、図８に示すように、冷却ファン２０３と、これを回転駆動させるファンモータ２０２とがそれぞれ２個配された冷却部２００を、定着ローラ２５０の中央のＺ軸方向に設け、２系統の通風経路を有するダクト２０４を介して、一方の冷却ファン２０３でローラ軸１５１のＸ’方向側の端部に、他方の冷却ファン２０３でローラ軸１５１のＸ方向側の端部に空気を吹きつける構成としてもよい。

ダクト２０４の内部には、その中央に仕切板２０４ｃが設けられているが、これは、２つの冷却ファン２０３から送りだされた空気が混じりあうことによって、ローラ軸１５１のＸ方向側の端部とＸ’方向側の端部とで、送風量のアンバランスが生じるのを避けるためのものである。

この仕切板２０４ｃにより、ローラ軸１５１のＸ方向側の端部及びＸ’方向側の端部に吹き付けられる空気の量が等しくなり、放熱条件もほぼ同じになる。

この場合、温度センサ１９０を、図８に示すように、ローラ軸１５１の両端部のいずれか一方に配設して、その検出値により双方のファンモータの駆動制御を行うようにしてもよい。

（５）この他の冷却部の構成としては、上記ファン装置に限定されない。例えば、長尺なパイプに液相‐気相間で相変化する物質を封入した、いわゆるヒートパイプを使用し、ヒートパイプの先端をローラ軸１５１の端部に軽く接触させる構成としてもよく、また、ペルチェ素子を直接もしくは、導熱性の優れた他の部材を介してローラ軸１５１の両端に密着させて通電するようにしてもよい。

（６）なお、上記実施の形態では、タンデム型のカラープリンタについて説明したが、本発明は、これに限らず、誘導加熱方式の定着装置を備えた全ての画像形成装置に適用されるものである。

本発明は、定着装置及びこれを用いる画像形成装置に広く適用することができる。

本発明の実施の形態に係るタンデム型カラーデジタルプリンタの断面概略図である。 本発明の実施の形態に係る定着部の部分断面斜視図である。 本発明の実施の形態に係る定着部の断面斜視図である。 発明の実施の形態に係る定着ローラ内における磁界の流れを示す図である。 主弾性層の加熱温度と硬度との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る制御部のブロック図である。 本発明の実施の形態に係る制御部の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る変形例における定着部の斜視図である。

符号の説明

１ プリンタ
３ 画像プロセス部
３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ 作像部
４ 給紙部
５ 定着部
１０ 光学部
１１ 中間転写ベルト
１２ 駆動ローラ
１３ 従動ローラ
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電器
３３ 現像器
３４ 一次転写ローラ
３５ クリーナ
４１ 給紙カセット
４２ ローラ
４３ 搬送路
４４ タイミングローラ対
４５ 二次転写ローラ
４６ 二次転写位置
６０ 制御部
６１ ＣＰＵ
６３ ＲＡＭ
６３ ＲＯＭ
６４ ＲＯＭ
６５ ＥＥＰＲＯＭ
７１ 排出ローラ対
７２ 排出トレイ
１５０ 定着ローラ
１５１ ローラ軸
１５１ａ 端部
１５１ｂ 端部
１５３ 主弾性層
１５４ 誘導発熱層
１５５ 副弾性層
１５６ 離型層
１５７ ガイドプレート
１６０ 加圧ローラ
１６１ ローラ軸
１６２ 弾性層
１６３ 離型層
１７０ 誘導コイルユニット部
１７１ 下側ケーシング部
１７２ サイド磁性体コア
１７３ 誘導コイル
１７４ メイン磁性体コア
１７４ａ センター磁性体コア
１７５ 上側ケーシング部
１８０ 冷却部
１８１ ファンケース
１８１ａ スリット
１８１ｂ ファンネル部
１８１ｃ ダクト
１８２ 冷却ファン
１９０ 温度センサ
２００ 冷却部
２０２ ファンモータ
２０３ 冷却ファン
２０４ ダクト
２０４ｃ 仕切板
２５０ 定着ローラ
２５１ ローラ軸

Claims (9)

1. 金属製のローラ軸の両端部以外の部分に弾性体を介して誘導発熱層を設けてなる定着ローラと、当該誘導発熱層の外側においてローラ軸とほぼ平行な方向に配され、前記誘導発熱層を誘導加熱する誘導コイルとを備える定着装置であって、
   前記ローラ軸の両端部を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする定着装置。
2. 前記ローラ軸は、その両端が開口された円筒状の部材からなり、
   前記冷却手段は、ローラ軸の一方の開口部から内部に空気を流入させる送風手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記送風手段は、ファン装置と、このファン装置によって発生した気流をローラ軸の前記一方の開口部に導くダクトを備え、
   前記ダクトの先端部は、ローラ軸の前記一方の開口部に遊嵌されてなる
   ことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記ローラ軸の少なくとも空気が流出する側の端部の温度を検出する温度検出手段と、
   前記検出温度が、所定値以上となった場合に、前記冷却手段を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする請求項２または３に記載の定着装置。
5. 前記冷却手段は、ローラ軸の両端部の外表面に空気を吹き付ける送風手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. 前記送風手段は、ファン装置と、このファン装置によって発生した気流を前記ローラ軸の両端部の外表面まで導くダクトを備えることを特徴とする請求項５に記載の定着装置。
7. 前記ローラ軸の少なくとも一方の端部の温度を検出する温度検出手段と、
   前記検出温度が、所定値以上となった場合に、前記冷却手段を動作させる制御手段とを備えることを特徴とする請求項１、５及び６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記温度検出手段は、非接触型温度センサであることを特徴とする請求項４または７に記載の定着装置。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の定着装置を備えた画像形成装置。

Images